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Desde el punto de vista microbiológico, las vacunas actualmente comercializadas se clasifican en víricas y bacterianas. A su vez, cada una de ellas se divide en dos grupos: vivas atenuadas y muertas o inactivadas. Estas últimas se subdividen en enteras (contienen el virus o las bacterias completos) y de subunidades (contienen antígenos secretados o fracciones víricas o bacterianas.
Las vacunas atenuadas se consiguen, por lo general,  mediante la selección de mutantes avirulentos o de virulencia atenuada que sean estables, presenten una capacidad de transmisión reducida, no estén contaminados y conserven su capacidad inmunógena. Se obtienen mediante pases sucesivos en diferentes huéspedes animales o medios de cultivo. Este tipo de vacunas origina una infección inaparente o con síntomas mínimos, que confiere una inmunidad semejante a la producida por la infección natural. Los virus vivos atenuados se multiplican en el individuo vacunado y generan respuestas inmunitarias de tipo humoral y celular, que dejan una inmunidad intensa y de larga duración, semejante, aunque algo inferior, a la producida por la infección natural.

Las vacunas muertas o inactivadas se preparan inactivando suspensiones de virus o bacterias virulentas por métodos físicos (calor) o químicos (formaldehido, betapropiolactona). En unos casos, las vacunas contienen los virus o las bacterias enteros o totales. En otros, se obtienen a partir de toxinas, es decir de antígenos segregados (toxoides o anatoxinas), de fracciones víricas (antígeno de superficie del virus de la hepatitis B) o de fracciones bacterianas (polisacáridos capsulares, del neumococo, meningococo y Haemophilus influenzae tipo b, fracciones celulares de la bacteria de la tos ferina). En estas vacunas, la respuesta inmunitaria es sólo de tipo humoral, y la inmunidad conferida, es generalmente, de menor intensidad y duración que la proporcionada, por las vacunas vivas atenuadas.

Las vacunas de anatoxinas o toxoides (toxinas que se vuelven atóxicas por la acción del calor y el Formaldehído) son muy inmunógenas. Como el antígeno no se multiplica en el organismo, la primovacunación requiere la administración de varias dosis, pero proporciona una inmunidad intensa y bastante duradera (unos 10 años).
Las vacunas de polisacáridos capsulares son inmunógenas en los adultos, pero al ser antígenos independientes de las células Tiene el inconveniente de que son poco inmunógenos en los niños menores de 2 años y no generan memoria inmunológica.